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    <title>浅析JVM中对象的分配与回收策略 | 博客主页 | 世界是个球，前方总有路！</title>
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        <h1 class="title">浅析JVM中对象的分配与回收策略</h1>
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                <time datetime="2020-03-16T16:59:56.000Z" itemprop="datePublished" class="page-time">
  2020-03-17
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            <h4>TOC</h4>
            <ol class="post-toc"><li class="post-toc-item post-toc-level-2"><a class="post-toc-link" href="#一、前言"><span class="post-toc-number">1.</span> <span class="post-toc-text">一、前言</span></a></li><li class="post-toc-item post-toc-level-2"><a class="post-toc-link" href="#二、正文"><span class="post-toc-number">2.</span> <span class="post-toc-text">二、正文</span></a><ol class="post-toc-child"><li class="post-toc-item post-toc-level-3"><a class="post-toc-link" href="#emsp-2-1-堆内存的划分以及使用的垃圾回收算法"><span class="post-toc-number">2.1.</span> <span class="post-toc-text">&amp;emsp;2.1 堆内存的划分以及使用的垃圾回收算法</span></a></li><li class="post-toc-item post-toc-level-3"><a class="post-toc-link" href="#emsp-2-2-对象的分配策略"><span class="post-toc-number">2.2.</span> <span class="post-toc-text">&amp;emsp;2.2 对象的分配策略</span></a></li><li class="post-toc-item post-toc-level-3"><a class="post-toc-link" href="#emsp-2-3-空间分配的担保机制"><span class="post-toc-number">2.3.</span> <span class="post-toc-text">&amp;emsp;2.3 空间分配的担保机制</span></a></li></ol></li><li class="post-toc-item post-toc-level-2"><a class="post-toc-link" href="#三、总结"><span class="post-toc-number">3.</span> <span class="post-toc-text">三、总结</span></a></li><li class="post-toc-item post-toc-level-2"><a class="post-toc-link" href="#四、参考"><span class="post-toc-number">4.</span> <span class="post-toc-text">四、参考</span></a></li></ol>
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<article id="post-浅析JVM中对象的分配与回收策略"
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        <h1 class="post-card-title">浅析JVM中对象的分配与回收策略</h1>
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            <h2 id="一、前言"><a href="#一、前言" class="headerlink" title="一、前言"></a>一、前言</h2><p>&emsp;&emsp;这是我的<code>JVM</code>系列博客第三篇，这篇博客来讲一讲<code>JVM</code>中，对象的分配与回收策略。即对象是如何在堆中存放，以及垃圾回收何时被触发，如何触发等内容。以下内容是建立在已经知道<code>Java</code>垃圾回收算法的基础上描述的，如果对垃圾回收算法不了解，应该先去看看这一部分的内容，可以看看这篇博客：<a href="https://www.cnblogs.com/tuyang1129/p/12508216.html" target="_blank" rel="noopener">Java中的垃圾回收算法详解</a>。</p>
<br>

<h2 id="二、正文"><a href="#二、正文" class="headerlink" title="二、正文"></a>二、正文</h2><h3 id="emsp-2-1-堆内存的划分以及使用的垃圾回收算法"><a href="#emsp-2-1-堆内存的划分以及使用的垃圾回收算法" class="headerlink" title="&emsp;2.1 堆内存的划分以及使用的垃圾回收算法"></a>&emsp;2.1 堆内存的划分以及使用的垃圾回收算法</h3><p>&emsp;&emsp;在介绍如何回收之前，我们先需要了解堆内存的划分。堆内存是<code>Java</code>内存模型中最大的一块（<code>Java</code>的内存模型可以参考这篇博客：<a href="https://www.cnblogs.com/tuyang1129/p/12499181.html" target="_blank" rel="noopener">浅析Java的内存模型</a> ），它存在的唯一目的就是存放对象。<code>JVM</code>为了更好地管理对象以及进行垃圾回收，将对堆内存划分为两大区域，即新生代和老年代：</p>
<ul>
<li><strong>新生代</strong>：用来存放生命周期短的对象。由于这一块内存中的对象存活时间较短，且对象首先在这里被分配，所以频繁发生垃圾回收，而且每次回收一般都能释放大量空间；</li>
<li><strong>老年代</strong>：用来存放生命周期长的对象。新生代中存活了较长时间的对象会被迁移到这里（当然，对象进入老年代不仅仅只有这一个方法），所以这里存放的对象生命周期一般较长，所以这一块区域发生垃圾回收的频率较低，每次回收释放的空间也较少；</li>
</ul>
<p>&emsp;&emsp;对于新生代而言，这一块区域中的对象存活时间短，每一次垃圾回收都能回收大部分内存，所以适合使用<strong>复制算法</strong>进行垃圾回收，同时以老年代作为这个算法的担保空间；对于老年代而言，每次垃圾回收只能释放小部分空间，若使用复制算法，每次将需要做大量复制，而且此时<code>Survivor</code>需要较大的空间，所以不适合使用复制算法，因此在老年代中，一般使用<strong>标记—清除</strong>或者<strong>标记—整理</strong>算法进行垃圾回收。</p>
<br>

<h3 id="emsp-2-2-对象的分配策略"><a href="#emsp-2-2-对象的分配策略" class="headerlink" title="&emsp;2.2 对象的分配策略"></a>&emsp;2.2 对象的分配策略</h3><p>&emsp;&emsp;由于新生代使用的是复制算法，所以新生代的内存被划分为三个空间，即一个较大的<code>Eden</code>空间用来为新对象分配空间，两个较小的<code>Survivor</code>空间复制垃圾回收后存活的对象。下面就来介绍一下对象的分配原则。</p>
<p>&emsp;<strong>（1）对象优先在Eden空间分配</strong></p>
<p>&emsp;&emsp;当我们创建一个对象时，若没有特殊情况，这个对象会被分配在新生代的<code>Eden</code>空间。此时，若<code>Eden</code>空间不足，无法提供这个对象所需的空间时，将会触发垃圾回收机制，清理<code>Eden</code>空间，为新对象腾出更多空间。在进行垃圾回收时，会将<code>Eden</code>中仍然存活的对象放入一个空闲的<code>Survivor</code>中，但是若<code>Survivor</code>空间不足以存放这些存活的对象，则由于担保机制的存在，这些对象会被放入到老年代中。</p>
<p>&emsp;<strong>（2）大对象直接在老年代分配</strong></p>
<p>&emsp;&emsp;假设我们在代码中创建了一个很大的对象（比如数组或较长的字符串），而这个对象在很长一段时间都要使用，不会轻易被当作垃圾回收。这时候将面临一个问题：若将这个对象分配在新生代的<code>Eden</code>中，每次进行垃圾回收时，都需要将这个大对象复制到<code>Survivor</code>中保留，这个复制过程是一笔很大的开销，而且由于大对象占用了大量空间，垃圾回收将会频繁发生。所以，为了避免这种情况的发生，对于较大的对象，将会被直接分配到老年代中，原因是老年代发生垃圾回收的频率较低，而且不是使用复制算法进行垃圾回收。</p>
<p>&emsp;&emsp;那如何判断一个对象是否属于大对象呢？<code>JVM</code>提供一个参数<code>-XX：PretenureSizeThreshold</code>，通过这个参数来设定多大属于大对象。当需要为一个对象分配空间时，若此对象所需的空间大于这个参数的值，就会被判定为一个大对象，从而在老年代中为其分配空间。</p>
<p>&emsp;<strong>（3）长期存活的对象将进入老年代</strong></p>
<p>&emsp;&emsp;这个原则合情合理，老年代存在的首要目的，就是存放生命周期较长的对象，所以对于新生代中存活了很长时间的对象，就应该把他们移入老年代，而不是一直留在新生代中占用空间。每一个对象都有一个自己的<strong>年龄计数器</strong>，记录了自己的存活周期。对于新生代中的对象，初始时刻它的年龄计数器为<code>0</code>，每经历一次垃圾回收后，年龄计数器<code>+1</code>。当计数器的值到达设定好的阈值时（默认是<code>15</code>），就证明这个对象是一个”老油条“，于是将它转入到老年代中。</p>
<p>&emsp;&emsp;对于生命周期长的对象，由于不会轻易死亡，所以每一次垃圾回收都会被它拖慢，而且垃圾回收对于短时间内不会死亡的对象也没有意义，所以不应该将它留在垃圾回收频繁的新生代占用空间，这就是需要将这种对象转让老年代的理由。<code>JVM</code>中也提供了一个参数<code>-XX：MaxTenuringThreshold</code>来设置对象进入老年代的阈值，当对象的年龄计数器超过这个值时将进入老年代。</p>
<p>&emsp;<strong>（4）动态年龄判断</strong></p>
<p>&emsp;&emsp;对于新生代中的对象，并不一定需要年龄计数器到达阈值才被放入老年代，有一种特殊情况会导致对象直接进入老年代。当新生代的<code>Survivor</code>空间中，某一个年龄的对象相加，所占空间总和超过了<code>Survivor</code>空间的一半，则大于或等于这个年龄的对象将直接进入老年代，而不需要到达阈值。比如说，在<code>Survivor</code>空间中，年龄为<code>5</code>的对象相加，所占空间超过了<code>Survivor</code>总空间的一半，则所有年龄<code>&gt;=5</code>的对象，会被直接转入老年代。</p>
<br>

<h3 id="emsp-2-3-空间分配的担保机制"><a href="#emsp-2-3-空间分配的担保机制" class="headerlink" title="&emsp;2.3 空间分配的担保机制"></a>&emsp;2.3 空间分配的担保机制</h3><p>&emsp;&emsp;前面我们提到了，老年代为新生代的垃圾回收提供了担保，即当新生代发生垃圾回收后，<code>Survivor</code>空间不足以容纳所有存活的对象，则这些对象需要放入到老年代中，下面就来说说老年代如何最大效率地提供这种服务。</p>
<p>&emsp;&emsp;在新生代发生垃圾回收前，老年代会统计一下它的剩余内存，看看是否装下新生代中的所有对象，若能够装下，说明新生代可以直接进行垃圾回收，老年代完全能够保证有空间为他做担保；但是，若老年代所剩空间不足以装下新生代的所有对象，则就需要深思熟虑了：老年代剩下的空间虽然不足以装下新生代的全部对象，但是只要能够装下新生代垃圾回收后剩下的对象就行了。然而，这里并不确定新生代在垃圾回收后，会剩下多少对象，可能很多也可能很少，老年代此时如果直接允许新生代进行垃圾回收，将会面临需要做担保时无法装下其剩余对象的风险。这里<code>JVM</code>会通过<strong>概率学</strong>进行判断：即<code>JVM</code>统计之前发生担保时，需要提供的空间的平均值，若老年代当前剩余空间大于平均值，表示大概率能够担保成功，于是新生代可以直接进行垃圾回收；若小于这个平均值，则老年代自己会进行一次垃圾回收，腾出一部分空间，再让新生代进行垃圾回收。当老年代发生了垃圾回收后，还是无法满足空间的分配，JVM就会抛出<strong>内存溢出</strong>异常。</p>
<p>&emsp;&emsp;通过上面的步骤可以看出，老年代在提供担保的同时，尽力避免自己发生垃圾回收，只有在自己无法保证能够担保的情况下，才会进行垃圾回收。这样做的目的就是为了提高新生代垃圾回收的速度。</p>
<br>

<h2 id="三、总结"><a href="#三、总结" class="headerlink" title="三、总结"></a>三、总结</h2><p>&emsp;&emsp;以上就是对象在堆中的分配与回收策略，理解这一部分内容，对我们日常对创建对象的理解有很大的帮助。</p>
<br>

<h2 id="四、参考"><a href="#四、参考" class="headerlink" title="四、参考"></a>四、参考</h2><ul>
<li>《深入理解Java虚拟机》</li>
</ul>

        </div>

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    最后更新时间：<time datetime="2020-03-17T14:39:08.746Z" itemprop="dateUpdated">2020-03-17 22:39:08</time>
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